I.E.E.E 802.2 y 802.16

I.E.E.E 802.2

Define el protocolo de control de enlaces lógicos (LLC) del IEEE, el cual asegura que los datos sean transmitidos de forma confiable por medio del enlace de comunicación, que es la parte superior de la capa de Enlace de Datos en las redes de área local. La capa de Enlace de Datos en el protocolo OSI esta subdividida en las subcapas de Control de Enlaces Lógicos (LLC) y de Control de Acceso a Medios (MAC).

La subcapa LLC presenta una interfaz uniforme al usuario del servicio enlace de datos, normalmente la capa de red. Bajo la subcapa LLC está la subcapa MAC, que depende de la configuración de red usada (Ethernet, Token ring, FDDI, 802.11, etc.).

Modos operativos.-

IEEE 802.2 incorpora dos modos operativos no orientados a conexión y uno orientado a conexión: 

Tipo 1: Es un modo no orientado a conexión y sin confirmación. Permite mandar frames: A un único destino (punto a punto o transferencia unicast), A múltiples destinos de la misma red (multicast), A todas las estaciones de la red (broadcast).

El uso de multicast y broadcast puede reducir el tráfico en la red cuando la misma información tiene que ser enviada a todas las estaciones de la red. Sin embargo el servicio tipo 1 no ofrece garantías de que los paquetes lleguen en el orden en el que se enviaron; el que envía no recibe información sobre si los paquetes llegan.

Tipo 2: Es un modo operativo orientado a conexión. La enumeración en secuencia asegura que los paquetes llegan en el orden en que han sido mandados, y ninguno se ha perdido.

Tipo 3: Es un modo no orientado a conexión con confirmación. Únicamente soporta conexión point to point.

Cabecera LLC.-

802.2 define una cabecera especial que incluye una cabecera SNAP (subnetwork access protocol).Algunos protocolos, particularmente los diseñados para OSI networking stack, operan directamente sobre 802.2 LLC, que provee los servicios datagrama y orientado a conexión. Esta cabecera 802.2 está actualmente empotrada en paquetes 802.3 (Ethernet II frames, aka, DIX frames).

La cabecera LLC incluye dos campos de dirección adicionales de 8 bit, llamados service access points or SAPs en terminología OSI; cuando la fuente y el destino SAP son puestos al valor 0xAA, el servicio SNAP es requerido. La cabecera SNAP permite usar valores EtherType con todos los protocolos IEEE 802, así como usar protocolos de espacio de ID privados. En IEEE 802.3x-1997, el estandar IEEE Ethernet fue modificado explícitamente para permitir el uso del campo de 16-bit después de la dirección MAC para utilizarlo como un campo de longitud o de tipo.

Novell NetWare usaba este tipo de paquete por defecto desde mediados de los noventa, y como Netware estaba muy extendido entonces, mientras que IP no, en algún momento la mayoría del tráfico Ethernet mundial corría sobre "raw" 802.3 transportando IPX. Desde Netware 4.10 usa ahora por defecto IEEE 802.2 con LLC (Netware Frame Type Ethernet_802.2) cuando utiliza IPX.

Mac OS usa empaquetamiento 802.2/SNAP para la suite de protocolos AppleTalk en Ethernet ("EtherTalk") y empaquetamiento Ethernet II para TCP/IP Las variantes 802.2 de Ethernet no son de amplio uso en redes comunes actualmente, con la excepción de grandes instalaciones Netware corporativas que aún no han migrado a Netware sobre IP. En el pasado, muchas redes corporativas soportaban 802.2 Ethernet para soportar puentes de traducción transparentes entre Ethernet e IEEE 802.5 Token Ring o redes FDDI.

Existe un Internet standard para encapsular tráfico IPv4 en paquetes IEEE 802.2 con cabeceras LLC/SNAP. Casi nunca se ha implementado en Ethernet (aunque se usa en FDDI y en Token Ring, IEEE 802.11, y otras redes IEEE 802).

El tráfico IP no se puede encapsular en paquetes IEEE 802.2 LLC sin SNAP porque, aunque hay un tipo de protocolo LLC para IP, no hay ningún tipo de protocolo LLC para ARP. IPv6 también puede transmitirse sobre Ethernet usando IEEE 802.2 con LLC/SNAP, pero, de nuevo, casi nunca se usa (aunque el encapsulamiento LLC/SNAP de IPv6 se usa en redes IEEE 802).

IEEE 802.2 palabras de control de cabecera y formatos de paquete.-

Puede haber tres clases más IEEE 802.2 PDU, llamados paquetes U, I o S.

•  Paquetes U , con un campo de control de 8 bits, están pensados para servicios no orientados a conexión.
•  Paquetes I, con un campo de control y secuencia numérica de 16 bits, están pensados para servicios orientados a conexión.
• Paquetes S, con un campo de control de 16 bits, están pensados para usarse en funciones supervisoras en la capa LLC (lógica Link Control).

De estos tres formatos, Solo el formato U se usa normalmente. El formato de un paquete PDU se identifica por los dos bits más bajos del primer byte del campo de control. IEEE 802.2 deriva conceptual mente de HDLC, lo que explica estos aspectos de su diseño.

I.E.E.E 802.16

Es una serie de estándares inalámbricos de banda ancha publicados por el Institute of Electrical and Electronics Engineers IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos). Se trata de una especificación para las redes de acceso metropolitanas inalámbricas de banda ancha fijas (no móvil) publicada inicialmente el 8 de abril de 2002. En esencia recoge el estándar de facto WiMAX.

La Junta de Estándares del IEEE (IEEE Standards Board) estableció un grupo de trabajo en 1999 para el desarrollo económico de las normas para la banda ancha inalámbrica para redes de área metropolitana. El grupo de trabajo es una unidad de la red de área local IEEE 802 y el comité metropolitano red de área estándares.

Aunque la familia de estándares 802.16 se nomina oficialmente como WirelessMAN en el ámbito del IEEE, ha sido comercializado bajo el nombre de “WiMAX” que son las siglas de "Worldwide Interoperability for Microwave Access" (del inglés, Interoperabilidad Mundial para Acceso por Microondas). El WiMAX Forum promueve y certifica la interoperabilidad de los productos basados ​​en los estándares IEEE 802.16.

Estándares.-

Los borradores de proyecto publicados y estándares propuestos aparecen con la letra 'P' antepuesta. Una vez aprobado el nuevo estándar, se reemplaza por un guion y el año en el que el estándar es ratificado y publicado.

El estándar actual es el IEEE 802.16, aprobado en 2005.

El estándar 802.16 ocupa el espectro de frecuencias ampliamente, usando las frecuencias desde los 2 hasta los 11 Ghz para la comunicación de la última milla (de la estación base a los usuarios finales) y ocupando frecuencias entre 11 y 60 Ghz para las comunicaciones con línea vista entre las estaciones bases.

Proyectos.-

Estándar	Descripción	Estado
802.16-2001	Fixed Broadby Wireless Access (10–66 GHz)	Reemplazada
802.16.2-2001	Práctica recomendada para coexistencia	Reemplazada
802.16c-2002	Perfiles de sistema para 10–66 GHz	Reemplazada
802.16a-2003	Capa física y definiciones de MAC para la banda de 2–11 GHz	Reemplazada
P802.16b	Frecuencias exentas de licencia (Proyecto retirado)	Retirada
P802.16d	Mantenimiento y perfiles de sistema para 2–11 GHz (Proyecto fusionado con 802.16-2004)	Fusionado
802.16-2004	Interfaz aérea para conexión a un punto de acceso fijo de banda ancha (Paquete acumulativo de 802.16-2001, 802.16a, 802.16c y P802.16d)	Reemplazada
P802.16.2a	Coexistencia con 2–11 GHz y 23.5–43.5 GHz (Proyecto fusionado con 802.16.2-2004)	Fusionado
802.16.2-2004	Prácticas recomendadas para coexistencia (Mantenido y paquete acumulativo de 802.16.2-2001 y P802.16.2a)	En uso
802.16f-2005	Base de información para 802.16-2004	Reemplazada
802.16-2004/Cor 1-2005	Correcciones para operaciones fijas (co-publicado con 802.16e-2005)	Reemplazada
802.16e-2005	Mobile Broadband Wireless Access System	Reemplazada
802.16k-2007	Puenteo en redes 802.16 (una ampliación de IEEE 802.1D)	En uso
802.16g-2007	Procedimientos plano de gestión y servicios	Reemplazada
P802.16i	Gestión de la base de información móvil (Project Fusionado en 802.16-2009)	Fusionado
802.16-2009	Interfaz aérea para acceso a un punto fijo de banda ancha (paquete acumulativo de 802.16-2004, 802.16-2004/Cor 1, 802.16e, 802.16f, 802.16g y P802.16i)	En uso
802.16j-2009	Retransmisión multisalto	En uso
802.16h-2010	Improved Coexistence Mechanisms for License-Exempt Operation	En uso
802.16m-2011	Interfaz aérea avanzada con tasa de transferencia de 100 Mbit/s móvil y 1 Gbit/s sobre punto fijo. También se conoce como Mobile WiMAX Release 2 o WirelessMAN-Advanced. Con el objetivo de cumplir con los requerimientos de ITU-R IMT-Advanced para sistemas 4G.	En uso
P802.16n	Redes de mayor fiabilidad	En desarrollo
P802.16p	Mejoras para soportar aplicaciones con conexión Máquina a Máquina (Machine-to-Machine)	En desarrollo

Tecnología de 802.16e.-

El estándar 802.16 esencialmente estandariza dos aspectos de la interfaz aérea - la capa física y la capa de control de acceso al medio (MAC). Esta sección ofrece una visión de conjunto de la tecnología empleada en estas dos capas en la especificación 802.16.

PHY.-

La versión 802.16e usa OFDMA Orthogonal Frecuency Division Multiple Access (del inglés, División Ortogonal de la frecuencia para múltiple acceso) para transportar datos, soportando anchos de banda en el canal de entre 1.25 MHz y 20 MHz, consiguiendo hasta 2048 sub-portadoras. Soporta adaptive modulation y codificación, de modo que en condiciones de buena recepción de la señal, se puede llegar a usar un un mecanismo de codificación de alta eficiencia como el 64 QAM, mientras que cuando la señal es más débil se usa un mecanismo de codificación más robusto como BPSK. En condiciones intermedias también se puede usar el 16 QAM y QPSK. Otras características de PHY es que incluye soporte para antenas Multiple-in Multiple-out (MIMO).

Aunque el estándar permite operaciones en cualquier banda desde 2 hasta 66 GHz, las operaciones móviles funcionan mejor en las bandas más bajas, que son también las más demandadas y por tanto las más caras.

MAC.-

El 802.16 MAC describe unas "capas de convergencia" que describen cómo las tecnologías basadas en cable, como Ethernet, Asynchronous Transfer Mode (ATM) e Internet Protocol (IP) son encapsuladas en la interfaz aérea y cómo se clasifican los datos. También describe cómo se establecen las conexiones seguras, usando un intercambio seguro de clave durante la autentificación, y encriptación usando el método Advanced Encryption Standard (AES) o Data Encryption Standard (DES) durante la transferencia de datos. Adicionalmente las características de la capa MAC incluyen mecanismos de ahorro de energía como el Sleep Mode y el Idle Mode y mecanismos de traspaso.

Una característica del 802.16 es que es una tecnología orientada a conexión. La estación de abonado no puede transmitir datos hasta que haya sido asignado un canal por la estación base. Esto permite al 802.16e ofrecer un fuerte soporte para Calidad de Servicio (QoS).

QoS.-

En el 802.16e la Calidad de Servicio (QoS) se soporta asignando a cada conexión entre la estación de abonado y la estación base una determinada clase de QoS. En 802.16e, hay 5 clases de calidad de servicio:

802.16e-2005 clases de QoS
Servicio	Abreviación	Definición	Aplicaciones típicas
Unsolicited Grant Service	UGS	Flujo de datos en tiempo real que genera paquetes de tamaño fijo que se emiten en intervalos periódicos	T1/E1 transport
Extended Real-time Polling Service	ertPS	Servicio de flujo en tiempo real que genera paquetes de tamaño variable sobre una base periódica	VoIP
Real-time Polling Service	rtPS	Flujo de datos en tiempo real con paquetes de tamaño variable que se usan en intervalos periódicos	MPEG Video
Non-real-time Polling Service	nrtPS	Flujo de datos tolerante a retardos con paquetes de tamaño variable para los cuales se necesita una tasa de transferencia mínima	FTP with guaranteed minimum throughput
Best Effort	BE	Los flujos de datos para las cuales se requiere ningún nivel de servicio mínimo y por lo tanto pueden ser manejados en una base de espacio disponible	HTTP

Calidad de Servicio (QoS) (más otros parámetros, como el ancho de banda y el retardo) para asegurarse que los datos de aplicación reciben el tratamiento apropiado de QoS para la aplicación.

Certificación.-

Debido a que el IEEE solo establece las especificaciones pero no comprueba su correcto cumplimiento, el fórum de WiMAX funciona como un programa de certificación en el que los miembros pagan por certificación. La certificación WiMAX ofrecida por el grupo pretende garantizar la inter operatividad con equipos de otros fabricantes. La misión del Foro es promover y certificar la compatibilidad e interoperabilidad de productos inalámbricos de banda ancha.